JP2012028533A - 基板貫通孔内への金属充填方法及び基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 貫通孔が設けられた基板の貫通孔内への金属充填方法を提供する。

【解決手段】 少なくとも表面に導電性を有する第１の基板と、貫通孔を有する第２の基板とが非イオン性界面活性剤を介して結合された結合基板を用意する工程と、前記結合基板の結合面であって、前記第２の基板の前記貫通孔の底部に位置する前記非イオン性界面活性剤を除去し、前記貫通孔の底部に位置する前記第１の基板の前記導電性を有する表面を露出させる工程と、前記第１の基板の前記導電性を有する表面に電界を印加して前記貫通孔内に金属を充填させる工程と、を含む。

【選択図】 図１

Description

本発明は、基板貫通孔内への金属充填方法および基板に関する。

ＬＳＩを代表するように集積回路等のシステムは高速化、高機能化が求められている。これらの集積回路等のシステムをさらに高速化、高機能化していくためには３次元的な構造を有するチップ実装技術が必要である。このため従来から、チップ間を最短距離で電気的に接続できる基板貫通電極が用いられている。基板貫通電極の形成は基板に貫通する孔（スルーホール）を形成した後、このスルーホール内に金属を埋め込んで、この金属を通じて基板の上下に積層される基板相互間を電気的に接続する。このスルーホール内への金属の埋め込み方法としては電気めっきにて形成されるめっき層にて充填を行うことが一般的である。電気めっきにてスルーホール内に金属を充填した後に、スルーホールからはみ出しためっき層を研磨にて平坦化する方法がとられている。これらに用いられるスルーホールが設けられた基板は一般にシリコン基板であり、エッチング等にスルーホールを形成した後に表面に熱酸化膜等の絶縁層が設けられている。従って、この状態では電気めっきのシード電極となる導電層がないため電気めっきを行うことは困難である。

非特許文献１ではシード電極の設け方として、ガラス上にシード電極を形成し、その上にフォトレジストをコートし、その上にスルーホールが設けられた基板を配置しフォトレジストを接着層として貼りあわせる方法が開示されている。この方法ではスルーホール下のシード電極を露出させるために貼り付け面と反対の面からドライエッチングを行いシード電極上のフォトレジストを除去している。スルーホールの開口面積が大きく、アスペクト比が小さなスルーホールには有効ではあるが、開口面積が小さく、さらにアスペクト比が大きくなるにつれフォトレジストの除去は困難が予想される。また、めっき後のシード電極が形成されたガラスとの剥離はアセトンでフォトレジストを溶解させて行っている。小面積の基板には有効ではあるが多チップ取りで基板が大面積化していくにつれて、基板の周辺部から基板の中央部までの距離が大きくなる。このため、シード電極とスルーホールが設けられた基板との隙間に基板の周辺部からアセトンを侵入させることは長時間を要することとなり、必ずしも容易ではない。

特許文献１ではスルーホールが設けられた基板の片面にフィルムレジストを貼り、パターニングしたものを接着層とする方法が開示されている。この方法ではフィルム上樹脂層上にパラジウム含有樹脂層が形成されたものを用意する。その上に無電解ニッケルめっき層と銅めっき層の順番で積層した基板とスルーホールにフィルムレジストがパターニングされた基板のフィルムレジストを接着層として貼り付ける。銅めっき層をシード電極としてスルーホール内をめっきした後にパラジウム含有樹脂層と無電解ニッケルめっき層との界面で引き剥がす方法である。

Ｔｈｅ １４ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏａｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ（２００１）

特開２００６−５４３０７号

しかしながら、シード電極が設けられるフィルムは多層であり工程が複雑である。また、スルーホールが形成された基板が大面積化、薄板化していく場合において、めっき後に引き剥がすことは基板の割れや破損を招く恐れがあるため更なる改善が望まれる。

本発明は、少なくとも表面に導電性を有する第１の基板と、貫通孔を有する第２の基板とが非イオン性界面活性剤を介して結合（接合ともいう）された結合基板（接合基板ともいう）を用意する工程と、
前記結合基板の結合面であって、前記第２の基板の前記貫通孔の底部に位置する前記非イオン性界面活性剤を除去し、前記貫通孔の底部に位置する前記第１の基板の前記導電性を有する表面を露出させる工程と、
前記第１の基板の前記導電性を有する表面に電界を印加して前記貫通孔内に金属を充填させる工程と、を含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、貫通孔が設けられた基板にめっき層を充填させるための導電層を容易に設けることができる。また、接着層が界面活性剤であることにより、導電層に対してめっき液が濡れやすくめっき層が均一に成長する。

本発明の基板の貫通孔内への金属充填方法の概略を説明するための断面の模式図である。 本発明の第１実施例を説明するための図である。 本発明の第４実施例を説明するための図である。

本発明の貫通孔が設けられた基板の貫通孔内への金属充填方法は、少なくとも表面に導電層を有する第１の基板２と、貫通孔７が設けられた第２の基板４とが非イオン性界面活性剤６を介して結合された結合基板を用意する工程を含む。そして、結合基板の貫通孔下の非イオン性界面活性剤層を除去し、貫通孔下の導電層を露出させる。その後導電層に電界を印加して通電し、貫通孔内にめっきにて金属を充填する工程を含むものである。

以下、図面を参照しつつ、本発明を詳細に説明する。

図１は、本発明の基板の貫通孔内への金属充填方法の概要を説明するための断面の模式図である。

本発明では図１（ａ）に示す少なくとも表面に導電層を有する基板を第１の基板１とし、貫通孔が設けられた基板を第２の基板２とし、第１の基板１と第２の基板２とが間に非イオン性界面活性剤４を介して結合された結合基板３を用意する。

第１の基板１としては、絶縁性基板上に金属膜を成膜したもの、及び導電性基板を用いることができる。絶縁性基板の材料としてはシリコン、ガラス、石英等の無機材料やアクリル、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリカーボーネート等の有機樹脂材料を使用することができる。またこれらは、使用する非イオン性界面活性剤の融点に対し、耐熱性があるものが好ましい。また、使用するめっき液に対して耐性のあるものから選択することが好ましい。また表面に導電性を有する材料としては金属材料を用いることができる。金属材料を用いる場合は前述のように金属膜を成膜する工程を省くことができる。金属材料としてはステンレス、ハステロイ（登録商標）、ニッケル、チタン、白金等を使用することができる。ここでもまた、使用するめっき液に対して耐性のあるものから選択することが好ましい。

本発明で使用可能な非イオン性界面活性剤としては、親水性部分がイオン化しないものを用いることができる。具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、脂肪酸ソルビタンエステル、アルキルモノグリセリルエーテル等を用いることができる。本発明においては、一定の結合（接合）強度と、所定の融点を有する非イオン性界面活性剤であればこれらに限定されるものではない。

非イオン性界面活性剤はめっき温度以上の融点のものから選択する。融点は分子量や分子鎖の長さから適当な非イオン性界面活性剤を選択する。非イオン性界面活性剤の水溶性については親水基と疎水基のバランスから適宜選択し所望なＨＬＢ（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ−Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ Ｂａｌａｎｃｅ）のものを使用することができる。ＨＬＢとは、界面活性剤の水と油（水に不溶性の有機化合物）への親和性の程度を表す値を意味する。

本発明では、結合基板３の貫通孔の底部（第１の基板との結合部分）に位置する非イオン性界面活性剤６を除去し、貫通孔の底部の導電性表面を露出させる（図１（ｂ））。これによって結合基板３の貫通孔の底部の導電性表面は露出され、めっき液に触れることができる。貫通孔の底部の非イオン性界面活性剤層６の除去はドライエッチングやＵＶオゾンアッシングや酸素プラズマアッシングにて行うことができる。

また、本発明では、第２の基板２の貫通孔底部に存在する非イオン性界面活性剤層４の除去を非イオン性界面活性剤の可溶性溶媒に溶解させることで行うこともできる。前記可溶性溶媒が、貫通孔から浸入する速度の方が、結合基板の結合部分（第１の基板と第２の基板との結合部分）の周囲から進入する速度よりも大きい為、結合基板の結合状態が維持された状態で貫通孔底部の非イオン性界面活性剤層を除去することができる。非イオン性界面活性剤を溶解させる可溶性溶媒としては、非プロトン性有機溶媒の例として、ジメチルスルホキシド、ジメチルイミダゾリジノン、スルホラン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、アセトン、ジオキサン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルアミド、ヘキサメチルホスホロトリアミド、ピリジン、プロピオニトリル、ブタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、エチレングリコールジアセテート、γ−ブチロラクトン等が好ましい溶剤として挙げられる。そして、これらは１種類単独、または２種類以上を併用して用いることができる。プロトン性有機溶媒の例としては水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、シクロヘキサノール等を使用することができる。このように非イオン性界面活性剤を溶解除去すれば前述のドライエッチング等の高価な真空装置を使用する必要がなくなる。

本発明では、結合基板３の貫通孔５下の導電層からめっき層７を成長させて基板の貫通孔内への金属充填する（図１（ｃ））。貫通孔の底部からめっき層７を成長させることによりめっき層７内に空隙を生じることなく貫通孔内に金属を充填することができる。

本発明のめっき層７の材料としては銅、ニッケル、クロム、スズ、鉄、コバルト、亜鉛、ビズマス等やこれらの合金を使用することができる。

本発明では、貫通孔内にめっき層７を充填させた後、非イオン性界面活性剤の融点以上に加熱する。こうすることによって、非イオン性界面活性剤５は固体から液体へ相転移する。液体になることによって流動性が発生し、接着保持力を失い、大きな力を加えることなく結合基板３から第１の基板１を容易に剥離できる（図１（ｄ））。これにより第２の基板２が大面積化、薄板化しても割れや破損を回避することができる。また、剥離を非イオン性界面活性剤の融点以上に加熱した、非イオン性界面活性剤の可溶性溶媒中で行っても良い。この場合は、非イオン性界面活性剤は液体となり、更に可溶性溶媒中のため非イオン性界面活性剤は隙間から抜け出しやすくなる。

本発明では、めっき後に結合基板３から剥離した第２の基板２の貫通孔５から突出しためっき層７を研磨し平坦化することが好ましい（図１（ｅ））。研磨方法としては、機械研磨でも適用可能であるが、研磨され難い材料の研磨速度を向上させるために、化学的機械研磨（ＣＭＰ）、電界研磨（ＥＰ）、複合電界研磨（ＥＣＢ）を用いてもよい。

本発明では、第１の基板１と、第２の基板２とが非イオン性界面活性剤４を介して結合された結合基板３は次のように用意することが好ましい。

第１の基板１の上に非イオン性界面活性剤４の層が形成された基板を用意する。非イオン性界面活性剤層４の層の形成方法としては、非イオン性界面活性剤が溶解した溶液を調製し、スピンコートやディッピングやスプレイコート等にて形成することができる。また、真空蒸着法や溶融させコートしてもよいがこれらの方法に限定されるものではない。

続いて、第１の基板１上に第２の基板２を配置し、非イオン性界面活性剤の融点以上に加熱する。非イオン性界面活性剤は融点以上に加熱されることにより、固体から液体へ相転移する。液体になることで第１の基板１と第２の基板２とが液体となった非イオン性界面活性剤４の表面張力によって互いに引き寄せ合い貼りつく（結合する）。ここで非イオン性界面活性剤４は両親媒性であるため親水基と疎水基の両方を持ち合うため、第１の基板１と第２の基板２のどちらかが疎水性であっても親水性であっても貼り付きやすい。

その後、非イオン性界面活性剤４の融点以下に冷却する。これにより非イオン性界面活性剤４が液体から固体に相転移する。これにより非イオン性界面活性剤４は第１の基板１と第２の基板２との結合層として機能し両基板が保持された結合基板３が形成される。

本発明では、第２の基板２の貫通孔から突出しためっき層を研磨し平坦にした後、一部の隣接するめっき層の間に貫通孔を形成することができる。そしてこのような基板を用いた電子線制御デバイスを形成することができる。

以下、具体的な実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの記載によって何ら限定されるものではない。

（第１の実施例）
本実施例は図２を用いて説明する。本実施例では、結合基板３を次のように用意する。１００ｍｍΦで厚さ０．１ｍｍのステンレスフィルムを導電層を有する基板を第１の基板１として用意した。非イオン性界面活性剤としてポリオキシエチレンラウリルエーテル（融点３４℃）を用い、重量比３対１のシクロペンタノンとアセトンの混合溶媒に溶解させ１０重量％のポリオキシエチレンラウリルエーテル溶液を調製した。この溶液をステンレスフィルム上にスピンコートし、室温に１５分間放置したところポリオキシエチレンラウリルエーテルの固体がステンレスフィルム上に析出し非イオン性界面活性剤４の層が形成された（図２（ａ））。

第２の基板２には貫通孔が設けられ、長辺６０μｍで短辺が１５μｍの長方形が２５μｍの間隔で並んだ組パターンの貫通孔がピッチ１６０μｍで３２×３２個並んでいる厚さ２００μｍの４インチウエハを用いた。このシリコンウエハの表面には熱酸化膜が１μｍの厚さで形成されており表面は絶縁性である。

図２（ｂ）に示すように第１の基板１上の非イオン性界面活性剤４の層上に第２の基板２を重ねて置き、７０℃に加熱されたホットプレート上に載置した。そして、ポリオキシエチレンラウリルエーテルを溶融し第１の基板１と第２の基板２とが互いに溶融したポリオキシエチレンラウリルエーテルを介して貼りついていった。その後、室温に冷却したところポリオキシエチレンラウリルエーテルが固体になり、第１の基板１と第２の基板２とが強固に貼りつき、これを結合基板３として使用した（図２（ｃ））。このようにすることで、表面が絶縁性の貫通孔が設けられた基板と導電性を有する基板とを容易に貼りあわす（結合させる）ことができる。これにより、めっきのシード電極となる導電層を付与することができる。

結合基板３をイオン交換水の入ったビーカーに３分間浸し、貫通孔５を観察すると貫通孔５内からポリオキシエチレンラウリルエーテルが溶出していくことが観察された。そして結合基板３の貫通孔の底部（第１の基板との結合部分）に位置する非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンラウリルエーテルを除去し、貫通孔の底部の導電性表面を露出させることができる。このように非イオン性界面活性剤は水にて溶解させることが可能なため、特に真空装置のような高価な装置を用いたドライエッチングや露光装置を必要とすることなく容易に貫通孔下の導電層を露出させることができる（図２（ｄ））。このように非イオン性界面活性剤に対して可溶性溶媒を用いることにより貫通孔下の非イオン性界面活性剤を除去することができる。

続いて、結合基板３を硫酸銅めっき液に浸し、室温にて前記導電性表面に電界を印加してステンレスフィルムから４８ｍＡで１０時間通電し、貫通孔５内に銅のめっき層７を充填させ、貫通孔５から突出するまでめっきを行った（図２（ｅ））。このとき電極面積は、２．４ｃｍ^２とし、電流密度は２Ａ／ｄｍ^２（２Ａ／デシ平方メートル）とした。硫酸銅めっきの陽極にはリン含有銅板を用いた。硫酸銅めっき液は以下の組成にて調製されたものを用いた。
硫酸銅・５水和物 ２００（ｇ／Ｌ）
９８％濃硫酸 １４（ｍＬ／Ｌ）
３５％塩酸 ０．０９（ｍＬ／Ｌ）
Ｃｕ−Ｂｒｉｔｅ ＶＦII−Ａ（荏原ユージライト社製） ２０（ｍＬ／Ｌ）
Ｃｕ−Ｂｒｉｔｅ ＶＦII−Ｂ（荏原ユージライト社製） １（ｍＬ／Ｌ）
接着層が界面活性剤であることにより、導電層に対してめっき液が濡れやすくめっき層の均一な発生を促す効果がある。また、めっき後に容易に導電性を有する基板を剥離することができる。

めっき終了後、結合基板を水洗し、窒素ブローで乾燥させた。この基板のめっき突出面をホットプレートの載置面と接触するように下に向けて８０℃に加熱されたホットプレートに載置して、ポリオキシエチレンラウリルエーテルを溶融させた。第１の基板１のステンレスフィルムをピンセットで摘み、ステンレスフィルムのみを基板面に対し平行な方向にずらしていき剥離した（図２（ｆ））。めっき層７が突出した第２の基板２の両面を化学的機械研磨（ＣＭＰ）にて研磨し、突出しためっき層７を第２の基板２の表面と同じ高さになるまで平坦化した（図２（ｇ））。平坦化された面は電極の接続パットとして使用でき、基板の表面に配置した基板との電気的な接続ができる。また、平坦化することによってめっき層の突出量を必ずしも一定にする必要がないため、めっき条件のプロセスマージンを大きくすることができる。

光学顕微鏡で貫通孔が設けられた第２の基板２の両面を観察したところめっき層７が充填されていた。また、断面を観察してもめっき層７内に空隙は観察されず、貫通孔５内に銅のめっき層７が充填されていることが確認された。

（比較例１）
本比較例では、非イオン性界面活性剤の代わりにポジ型レジストを接着層として用いる。

１００ｍｍΦで厚さ０．１ｍｍのステンレスフィルムを用意した。ステンレスフィルム上にポジ型レジストＡＺ１５００（ＡＺマテリアルズ社製）をスピンコートし、１００℃で１分間プリベークを行った。

第１実施例と同様な貫通孔が設けられた基板を重ねて置き、１００℃に加熱されたホットプレート上に載置し、加熱して貼りつけた。その後、貫通孔上から露光し現像液にて貫通孔下のポジ型レジストを除去した。その後、１２０℃で１０分間ポストベークした。更に酸素プラズマを用いたドライエッチング装置にて貫通孔下のポジ型レジストの残渣を除去した。次に第１実施例と同様に貫通孔から突出するまでめっきを行った。

めっき終了後、基板を水洗し、窒素ブローで乾燥させた。この基板をアセトン中に２４時間浸漬したがステンレスフィルムは強固に貼りつき剥離することができなかった。さらに６０℃に加熱したＮ−メチル−２−ピロリドン中に２時間浸漬したが剥離はできなかった。貫通孔が設けられた基板とステンレスフィルムとの隙間にピンセットを挿入し引き剥がしを行ったら貫通孔が設けられた基板が割れてしまった。割れた面を観察するポジ型レジストが残っており、ポジ型レジストの可溶性溶媒であるアセトンやＮ−メチル−２−ピロリドンが隙間に入らず除去できていないことが分かった。

（第２の実施例）
本実施例では、結合基板３を次のように用意する。１００ｍｍΦで厚さ０．２ｍｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に電子ビーム蒸着にてチタンと銅の順番でそれぞれ５０Å、１０００Å成膜し、導電層を形成した基板を表面に導電性を有する基板を第１の基板１として用いた。

非イオン性界面活性剤としてポリオキシエチレンラウリルエーテル（融点３４℃）を用い、重量比３対１のシクロペンタノンとアセトンの混合溶媒に溶解させ１０重量％のポリオキシエチレンラウリルエーテル溶液を調製した。この溶液をステンレスフィルム上にスピンコートし、室温に１５分間放置したところポリオキシエチレンラウリルエーテルの固体がステンレスフィルム上に析出し非イオン性界面活性剤４の層が形成された。
第２の基板２は第１実施例と同様な基板を用いた。

第１の基板１上の非イオン性界面活性剤４の層上に第２の基板２を重ねて置き、６０℃に加熱されたホットプレート上に載置し、加熱したところ、ポリオキシエチレンラウリルエーテルが溶融し第１の基板１と第２の基板２とが互いに貼りついた。その後、室温に冷却したところポリオキシエチレンラウリルエーテルが固体になり、第１の基板１と貫通孔が設けられた第２の基板２とが強固に貼りついた。これを結合基板３として使用した。

結合基板３をイオン交換水の入ったビーカーに３分間浸し、貫通孔５を観察すると貫通孔５内からポリオキシエチレンラウリルエーテルが溶出していくことが観察された。

続いて、結合基板３を硫酸銅めっき液に浸し、室温にて導電層に電界を印加して６０ｍＡで９時間３０分通電し、貫通孔５内に銅のめっき層７を充填し、貫通孔５から先端部が突出するまでめっきを行った。このとき電極面積は、２．４ｃｍ^２とし、電流密度は２Ａ／ｄｍ^２とした。硫酸銅めっきの陽極にはリン含有銅板を用いた。硫酸銅めっき液は以下の組成にて調製されたものを用いた。
硫酸銅・５水和物 ２００（ｇ／Ｌ）
９８％濃硫酸 １４（ｍＬ／Ｌ）
３５％塩酸 ０．０９（ｍＬ／Ｌ）
Ｃｕ−Ｂｒｉｔｅ ＶＦII−Ａ（荏原ユージライト社製） ２０（ｍＬ／Ｌ）
Ｃｕ−Ｂｒｉｔｅ ＶＦII−Ｂ（荏原ユージライト社製） １（ｍＬ／Ｌ）
めっき終了後、基板を水洗し、窒素ブローで乾燥させた。この基板を８０℃の温水の入ったビーカーに浸し揺動させた。接着層のポリオキシエチレンラウリルエーテルは融点以上の温水であることで液体となり、さらに可溶性溶媒である温水中に溶け出しポリエチレンテレフタレートフィルムが剥離された。第１実施例と同様に、貫通孔５内に銅のめっき層７が充填されていることが確認された。

（第３の実施例）
本実施例では、結合基板３を次のように用意する。１００ｍｍΦで厚さ０．１ｍｍのステンレスフィルムを導電性を有する第１の基板１とする。非イオン性界面活性剤としてポリエチレングリコール２００００（融点６３℃）を重量比３対１のシクロペンタノンとアセトンの混合溶媒に溶解させ１０重量％のポリエチレングリコール２００００溶液を調製する。この溶液をステンレスフィルム上にスピンコートし、室温に１５分間放置したところポリエチレングリコール２００００の固体がステンレスフィルム上に析出し非イオン性界面活性剤層４の層が形成される。

第２の基板２は第１実施例と同様な基板を用いる。

第１の基板１上の非イオン性界面活性剤４の層上に第２の基板２を重ねて置き、８５℃に加熱されたホットプレート上に置くと、ポリエチレングリコール２００００が溶融し第１の基板１と第２の基板２とが互いに貼りついていく。その後、室温に冷却したところポリエチレングリコール２００００が固体になり、第１の基板１と第２の基板２とが強固に貼り付く。これを結合基板３として使用する。

結合基板３をイオン交換水の入ったビーカーに３分間浸し、貫通孔５を観察すると貫通孔５内からポリエチレングリコール２００００が溶出していくことが観察される。

続いて、結合基板３をスルファミン酸ニッケルめっき液に浸し、めっき液温度５０℃でステンレスフィルムに電界を印加して４０ｍＡで１０時間通電し、貫通孔５内にニッケルのめっき層７を充填し、貫通孔５から先端部が突出するまでめっきを行う。このとき電極面積は、２．４ｃｍ^２とし、電流密度は２Ａ／ｄｍ^２とする。スルファミン酸ニッケルめっきの陽極にはＳＫニッケル板を用いる。スルファミン酸ニッケルめっき液は以下の組成にて調製されたものを用いる。
スルファミン酸ニッケル・６水和物 ４５０（ｇ／Ｌ）
塩化ニッケル・６水和物 １４（ｇ／Ｌ）
ホウ酸 ３０（ｇ／Ｌ）
サッカリンナトリウム １．５（ｇ／Ｌ）
ブチンジオール ０．１５（ｇ／Ｌ）
めっき終了後、基板を水洗し、窒素ブローで乾燥させる。この基板のめっきと突出面を下に向け１００℃に加熱されたホットプレートに載置し、加熱してポリエチレングリコール２００００を溶融させる。ステンレスフィルムをピンセットで摘み、ステンレスフィルムのみを基板面に対し平行な方向にずらしていき剥離する。光学顕微鏡で貫通孔が設けられた基板２の両面を観察したところめっき層７が充填されている。また、断面を観察してもめっき層７内に空隙は観察されず、貫通孔５内にニッケルのめっき層７が充填されていることが確認される。

（第４の実施例）
本実施例では電子線制御デバイスに用いることができるブランキングアレイ１０は次のように作製される。第１の実施例にてめっき層７が研磨によって平坦化された基板を用いる。長方形が２５μｍの間隔で並んだ組パターンの間のみが露出するようにフォトレジストを用いてパターニングを行う。露出した部分をＩＣＰ−ＲＩＥによる深堀エッチングにて基板の厚さ方向にエッチングを行い貫通孔を形成する。平坦化された各めっき層７に通電できるように配線が形成された基板とをバンプ接合にて接合する。

図３を参照して本実施例の電子線制御デバイスを説明する。電子源１１（荷電粒子源）より放射状に放出される電子ビーム１２はコリメータレンズ１３によって所望の大きさを持った面積ビームに成形された後、マスク１４にほぼ垂直入射される。マスク１４は複数のパターンを持つマスクである。マスク１４を通して成形された電子ビーム１２はレンズ１５によってそれぞれブランキングアレイ１０に収束される。ブランキングアレイ１０は偏向板アレイであり、個々のビームを偏向することが出来る。ブランキングアレイ１０によって偏向されたビームはブランキング絞り１６によって遮蔽され、偏向されなかったビームはレンズ１４により収束、ブランキング絞り１７を通過し、レンズ１５により収束、偏向器１７によって試料上への照射位置を調整された後、試料１８上に照射される。偏向器１７はラスタースキャンを行っており、偏向器１７のスキャンタイミングとブランキングアレイ１０の動作のタイミングによって所望の位置にビームが照射される。各レンズはレンズ制御回路１８によって制御され、偏向器１７は偏向信号発生回路１８により発生されるラスター偏向信号を偏向アンプ２０に送信することによって制御される。ブランキングアレイ１０はブランキング制御回路２１によって制御され、ブランキング制御回路２１は描画パターン発生回路２２、ビットマップ変換回路２３、露光時間制御回路２４によって生成されるブランキング信号により制御される。

１ 第１の基板
２ 第２の基板
３ 結合基板
４ 非イオン性界面活性剤
５ 貫通孔
６ 貫通孔下の非非イオン性界面活性剤
７ めっき層

Claims (6)

1. 少なくとも表面に導電性を有する第１の基板と、貫通孔を有する第２の基板とが非イオン性界面活性剤を介して結合された結合基板を用意する工程と、
   前記結合基板の結合面であって、前記第２の基板の前記貫通孔の底部に位置する前記非イオン性界面活性剤を除去し、前記貫通孔の底部に位置する前記第１の基板の前記導電性を有する表面を露出させる工程と、
   前記第１の基板の前記導電性を有する表面に電界を印加して前記貫通孔内に金属を充填させる工程と、を含むことを特徴とする基板の貫通孔内への金属充填方法。
2. 前記貫通孔内に金属を充填させた後、前記非イオン性界面活性剤の融点以上に加熱し、前記第１の基板と前記第２の基板とを分離離する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の基板の貫通孔内への金属充填方法。
3. 前記第１の基板と前記第２の基板とを分離する工程の後、前記第２の基板の前記貫通孔から突出した金属を研磨し平坦にする工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板の貫通孔内への金属充填方法。
4. 前記結合基板は、
   前記第１の基板又は前記第２の基板の少なくとも一方の面に非イオン性界面活性剤層が形成された基板を用意する工程と、
   前記非イオン性界面活性剤層を介して前記第１の基板と前記第２の基板とが結合されるように配置し、前記非イオン性界面活性剤の融点以上に加熱する工程と、
   前記非イオン性界面活性剤層の溶融後、前記非イオン性界面活性剤の融点以下に冷却して前記界面活性剤を固化させる工程を含み形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の基板の貫通孔内への金属充填方法。
5. 前記結合基板の貫通孔底部の前記非イオン性界面活性剤を除去する工程は、前記非イオン性界面活性剤を可溶性溶媒に溶解させることによって行うことを特徴とする請求項１から４に記載の基板の貫通孔内への金属充填方法。
6. 少なくとも表面に導電性を有する第１の基板と、
   貫通孔を有する第２の基板とが非イオン性界面活性剤層を介して結合していることを特徴とする結合基板。

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